De heterochromatine Het is een dicht opeengepakt deel van chromatine (DNA en histoneiwitten) van eukaryote chromosomen. Het wordt meestal geassocieerd met de 'stille' regio's van het genoom, dat wil zeggen met die die transcriptioneel inactief zijn.
Heitz was in 1928 de eerste die twee verschillende typen chromatine op eukaryote chromosomen onderscheidde tijdens interfase, waarbij hij euchromatine en heterochromatine beschreef op basis van hun differentiële verdichting..
Als eukaryote chromosomen worden gekleurd met verschillende technieken, specifiek voor DNA, blijkt uit microscopisch kleine waarnemingen dat er delen van deze structuren zijn die intenser kleuren dan andere. Deze gebieden komen overeen met de hypercompacte gebieden van heterochromatine.
Heterochromatinisatie van DNA, dat wil zeggen de verpakking, kan in een cel plaatsvinden als reactie op verschillende factoren en kan facultatief of constitutief zijn.
Constitutief heterochromatine is een permanente eigenschap die over het algemeen wordt overgeërfd, terwijl facultatief heterochromatine op een bepaald moment al dan niet op een chromosoom aanwezig kan zijn. Het beste voorbeeld van constitutief heterochromatine is dat van een van de twee X-chromosomen bij vrouwen.
In eukaryoten "slaat" en "compacteert" heterochromatine de grote genomen die hen karakteriseren, vooral die regio's die bestaan uit repetitieve sequenties, resterende fracties van binnendringende retro-transposons, transponeerbare elementen, onder andere..
Artikel index
Heterochromatine heeft niet veel andere structuur dan chromatine dat minder dicht opeengepakt is, euchromatine.
Als je dit begrijpt, is het belangrijk om te onthouden dat eukaryote chromosomen bestaan uit een DNA-molecuul dat wordt geassocieerd met eiwitten die histonen worden genoemd. Acht histonen vormen een octamere kern die bekend staat als een "nucleosoom", waar het DNA zich omheen wikkelt..
De associatie van DNA met histoneiwitten vindt plaats dankzij elektrostatische interacties tussen de positieve ladingen van de basische residuen van deze eiwitten en de negatieve ladingen van de fosfaatgroepen van de DNA-strengstructuur..
Elke histon-octameer is samengesteld uit een tetrameer van histonen H3 en H4, en uit twee dimeren van histonen H2A en H2B; ongeveer elke kern van histonen herbergt ongeveer 146 basenparen van DNA.
Nucleosomen 'komen dichter bij elkaar' dankzij de deelname van een ander histon dat bekend staat als een junctie of overbruggende histon (linker, in het Engels), wat histon H1 is.
Chromatine is dan samengesteld uit opeenvolgende nucleosomen die samenpersen om een vezelachtige structuur te vormen met een grotere dikte maar met een kortere lengte..
Elk histon-eiwit wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van een aminozuur "staart" die covalente enzymatische modificaties kan ondergaan. Van deze modificaties is aangetoond dat ze de mate van expressie of uitschakeling van genen geassocieerd met nucleosomen beïnvloeden, evenals het niveau van chromatine-verdichting..
In het bijzonder wordt heterochromatine gekenmerkt door hypoacetylering van histonen in alle eukaryoten, en door methylering van histon H3 op lysineresidu 9, alleen voor "hogere" eukaryoten..
De enzymen die verantwoordelijk zijn voor het uitvoeren van deze modificaties zijn respectievelijk bekend als histondeacetylasen en histonmethyltransferasen..
Naast modificaties in histonen kan DNA ook gemethyleerd zijn, wat de mate van verdichting van chromatine beïnvloedt en overeenkomt met het tweede van de twee epigenetische organisatiemechanismen van het eukaryotische genoom..
Heterochromatine, zoals in het begin opgemerkt, kan constitutief of facultatief zijn.
Constitutief heterochromatine is vooral overvloedig aanwezig in genomische gebieden met een hoge dichtheid aan repetitieve sequenties (zoals bijvoorbeeld satellietelementen), waar er overvloedig gedempte transponeerbare elementen zijn, in de centromere gebieden en in telomeren.
Er wordt gezegd dat het constitutief is omdat deze gebieden van het genoom tijdens de celdeling gecondenseerd of compact blijven. In een niet-delende cel daarentegen is het meeste DNA euchromatisch en zijn er maar een paar goed gedefinieerde gebieden van constitutief heterochromatine..
Facultatief heterochromatine is het heterochromatine dat wordt aangetroffen in de loci die tijdens de verschillende ontwikkelingsstadia worden gereguleerd; dus het vertegenwoordigt eigenlijk de "tijdelijk gecondenseerde" gebieden die kunnen veranderen volgens cellulaire signalen en genetische activiteit.
Omdat heterochromatine een belangrijk onderdeel is van de telomere en centromere regio's, vervult het transcendentale functies vanuit het oogpunt van celdeling en de bescherming van chromosomale uiteinden..
De centromeren functioneren actief tijdens de celdeling, waardoor dubbele chromosomen naar beide polen van de delende cel kunnen bewegen, terwijl de rest van de genen inactief en compact blijft..
De verdichting van specifieke regio's van eukaryote chromosomen is synoniem met genetische uitschakeling, aangezien het feit dat heterochromatine dicht opeengepakt is de ontoegankelijkheid van de transcriptionele machinerie voor de onderliggende gensequenties impliceert..
Wat recombinatie betreft, onderdrukt heterochromatine dit proces en beschermt het de integriteit van het genoom door "onwettige" recombinatie tussen repetitieve DNA-sequenties verspreid over het genoom te verbieden. Dit is vooral belangrijk voor de beheersing van "parasitaire" transponeerbare elementen, die tot zwijgen worden gebracht door heterochromatinisatie..
Tot een paar jaar geleden dacht men dat heterochromatisch DNA een soort "junk-DNA" was, aangezien wetenschappers geen specifieke functie vonden voor de sequenties in deze regio's; onthoud dat meer dan 80% van het genomische DNA van een mens bijvoorbeeld niet codeert voor cellulaire eiwitten of voor RNA-moleculen met regulerende functies.
Het is nu echter bekend dat de vorming van facultatief heterochromatisch DNA van het grootste belang is voor de regulering van vele processen tijdens de ontwikkeling en groei van levende wezens, en dat constitutieve heterochromatinegebieden een fundamentele rol spelen vanuit het oogpunt van structureel gezien. van mening.
Door veel auteurs is gesuggereerd dat heterochromatine structurele functies kan hebben op eukaryote chromosomen. Deze claim is gebaseerd op het feit dat heterochromatische gebieden van een bepaald chromosoom delen ervan scheiden die verschillende patronen van genetische "activiteit" hebben..
Met andere woorden, de heterochromatische gebieden dienen als "spacers" tussen verschillende transcriptioneel actieve gebieden, wat van groot belang kan zijn vanuit het oogpunt van de transcriptie van de genen die zich daar bevinden..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.